安科(kē)瑞 陳(chén)聰

摘(zhāi) 要：分布式(shì)光伏發電(diàn)就是(shì)將(jiāng)太陽(yáng)能(néng)光伏板(bǎn)分(fēn)散(sàn)布(bù)置在各(gè)個區域，通過小規模，模(mó)塊(kuài)化的方(fāng)式(shì)實現電(diàn)能(néng)的並網(wǎng)或獨(dú)立使用，這(zhè)種(zhǒng)發(fā)電方式具(jù)有就(jiù)近(jìn)發電，就(jiù)近並網，就(jiù)近(jìn)轉換(huàn)，就(jiù)近使(shǐ)用的(dí)特點。近(jìn)年(nián)來，技術進步和政策(cè)支持推(tuī)動了(liǎo)光(guāng)伏組件(jiàn)的成本持(chí)續下(xià)降(jiàng)，使得分(fēn)布式光伏監控係(xì)統在(zài)住宅(zhái)，商業及(jí)工(gōng)業(yè)等(děng)多(duō)個領域得(dé)到(dào)了廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用(yòng)。在當(dāng)前(qián)全球(qiú)能源轉(zhuǎn)型的背景(jǐng)下，提升能源利(lì)用效率和優化(huà)管理流程(chéng)是很多(duō)新能(néng)源(yuán)科技(jì)公司麵臨的迫(pò)切(qiē)需(xū)求(qiú)，而分布(bù)式光伏(fú)監控(kòng)係統(tǒng)的引(yǐn)入(rù)，正(zhèng)是滿(mǎn)足(zú)這一需求(qiú)的(dí)重(zhòng)要(yào)手(shǒu)段，本文介(jiè)紹(shào)了(liǎo)安科(kē)瑞分(fēn)布式光伏監(jiān)控(kòng)係統在鄂托克旗(qí)巴音烏蘇(sū)六保煤(méi)礦(kuàng)5MW分布式光(guāng)伏項目(mù)中的應(yīng)用(yòng)，通過(guò)本(běn)文可以(yǐ)了(liǎo)解到針對分(fēn)布式光(guāng)伏發電站的(dí)整體(tǐ)方案(àn)。

關鍵詞(cí)：煤礦
；分布(bù)式光伏(fú)
；係(xì)統(tǒng)方案(àn)

1. 項目概述(shù)

鄂(è)托克(kè)旗(qí)巴音烏(wū)蘇(sū)六(liù)保(bǎo)煤(méi)礦5MW分布(bù)式光伏項目(mù)（以(yǐ)下簡稱“本項目”）場址(zhǐ)位(wèi)於內(nèi)蒙(mēng)古鄂(è)爾(ěr)多斯市六保(bǎo)煤礦(kuàng)排土場，是(shì)接入客戶內部電(diàn)網(wǎng)，選擇(zé)自發(fā)自用，餘(yú)電上(shàng)網(wǎng)的(dí)分布(bù)式新能(néng)源發電項目(mù)。

本項目(mù)利(lì)用煤礦(kuàng)廠(chǎng)區(qū)內閒(xián)置排(pái)土(tǔ)場安裝光(guāng)伏組件(jiàn)，排土場總(zǒng)麵積約(yuē)4.6萬平方米(mǐ)，工(gōng)程(chéng)實(shí)際(jì)安(ān)裝容(róng)量4.9995MWp。光(guāng)伏(fú)組件經(jīng)逆變(biàn)器(qì)將直流電轉(zhuǎn)換成交流電(diàn)後，分別接至(zhì)1#，2#箱變(biàn)低(dī)壓(yā)開關櫃(guì)，經箱變升壓(yā)後以(yǐ)2路(lù)集電綫(xiàn)路匯(huì)入(rù)新增電纜分支(zhī)箱(xiāng)，由(yóu)電纜分支箱以1回集電綫(xiàn)路(lù)送出至新增10KV升壓站，根據(jù)接(jiē)入(rù)係統(tǒng)方(fāng)案，開(kāi)關(guān)站新(xīn)出1回10kV電(diàn)纜(lǎn)綫路(lù)，接至10kV原(yuán)配電室備(bèi)用(yòng)開(kāi)關(guān)進行並(bìng)網。

本(běn)項目(mù)致力於(yú)打(dǎ)造一(yī)套智(zhì)能的分布(bù)式光(guāng)伏監(jiān)控係統。通訊管理(lǐ)機實現(xiàn)設(shè)備間通(tōng)信與數(shù)據遠(yuǎn)程(chéng)監控，Acrel-1000DP軟(ruǎn)件采集分(fēn)析(xī)光伏數據(jù)，通(tōng)過界(jiè)麵(miàn)直觀(guān)展示(shì)設備運行(háng)狀(zhuàng)態，繼(jì)電保(bǎo)護裝置(zhì)確保設(shè)備安全，電能質量在綫監測(cè)裝置(zhì)監(jiān)測電網(wǎng)情(qíng)況，遠(yuǎn)動上傳(chuán)設(shè)備完(wán)成(chéng)數據(jù)無(wú)綫安(ān)全上(shàng)送。

2. 分布(bù)式光伏設計

本項目光伏(fú)接入(rù)鄂托(tuō)克旗(qí)東(dōng)辰(chén)匯(huì)通礦業(yè)有(yǒu)限責(zé)任(rèn)公司10kV配(pèi)電(diàn)室，進綫電源(yuán)為(wéi)110kV盤(pán)山(shān)變913備(bèi)用綫。分(fēn)布(bù)式(shì)光伏(fú)電(diàn)站組(zǔ)件采用平鋪設計(jì)，使用(yòng)單晶矽(guī)組(zǔ)件550Wp組件(jiàn)9090片，320kW組串式並網(wǎng)型(xíng)逆變器(qì)13台，2500kVA變(biàn)壓器2台(tái)，總容(róng)量為5000kVA。

1#箱(xiāng)變(biàn)光(guāng)伏發電子單元(yuán)係統(tǒng)中，裝(zhuāng)機(jī)容(róng)量為(wéi)22688.4KWp，由4888塊(kuài)光伏(fú)組件組(zǔ)成188個(gè)組串，每(měi)25/27/28路組串接(jiē)至1台(tái)光伏逆變器(qì)，共7台逆(nì)變器(qì)
；2#箱(xiāng)變光伏發電(diàn)子(zǐ)單元係(xì)統(tǒng)中(zhōng)，裝(zhuāng)機(jī)容(róng)量(liáng)為2311.1KWp，由4202塊(kuài)光(guāng)伏(fú)組件組成(chéng)159個(gè)組串，每(měi)26/27/28路組串接至(zhì)1台光伏逆變器，共(gòng)6台逆(nì)變器。

圖(tú)2.1 光伏接入(rù)係統(tǒng)示意(yì)圖(tú)

圖2.2 1#箱變(biàn)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)子(zǐ)係(xì)統圖

圖(tú)2.3 2#箱變光伏(fú)發電子(zǐ)係統(tǒng)圖(tú)

圖(tú)2.4 光伏組(zǔ)件布(bù)置圖

3. 技術方案

本(běn)項目建設(shè)分布式(shì)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)係(xì)統，所發電量為(wéi)自發(fā)自用，餘電上網的模式(shì)，光伏發(fā)電經逆(nì)變器，箱變升(shēng)壓至(zhì)10kV，並網(wǎng)接入10kV電網原有綫路。10kV配(pèi)電部分(fēn)新建(jiàn)10KV光伏進(jìn)綫(xiàn)櫃1回(huí)，10kV光伏(fú)並(bìng)網櫃1回，10kV計量櫃1回(huí)，10kVPT櫃部(bù)分二次(cì)綫。

本項目(mù)以Acrel-1000DP分布式光伏監控(kòng)係(xì)統為(wéi)核心，結(jié)合一係列設備和技(jì)術(shù)，搭配(pèi)組屏(píng)，就地安(ān)裝的(dí)繼(jì)電(diàn)保護(hù)裝(zhuāng)置，電(diàn)能質量在綫監測(cè)裝(zhuāng)置(zhì)，通訊(xùn)管理機(jī)以(yǐ)及(jí)遠動上傳(chuán)調度的相(xiāng)關設(shè)備和(hé)煙霧(wù)傳感器(qì)，形成了一(yī)個集成化的(dí)綜(zōng)合監控(kòng)係統(tǒng)。該(gāi)係(xì)統(tǒng)不(bù)僅能夠直(zhí)觀地掌握(wò)光伏(fú)電站的運行狀(zhuàng)態(tài)和發電效(xiào)率，還(huán)能對發(fā)電(diàn)綫(xiàn)路(lù)進(jìn)行(háng)實時(shí)監(jiān)測和(hé)故(gù)障(zhàng)保護，確保(bǎo)設備的(dí)安全運行，降(jiàng)低因故(gù)障帶來的經(jīng)濟(jì)損(sǔn)失(shī)
；電能(néng)在綫(xiàn)監測(cè)裝置可(kě)以及(jí)時發(fā)現(xiàn)並記錄(lù)電(diàn)壓波動，諧波等(děng)問題
；此外項目(mù)還(huán)配備了(liǎo)煙(yān)霧傳感(gǎn)器(qì)，實(shí)時監測配(pèi)電房內潛在(zài)的火災(zāi)威(wēi)脅，並在煙霧濃度觸發(fā)報警(jǐng)時(shí)上(shàng)傳信(xìn)息(xī)到後(hòu)台係(xì)統。

3.1. 二(èr)次(cì)電(diàn)氣設備

1）綫(xiàn)路(lù)保護(hù)裝(zhuāng)置

綫(xiàn)路(lù)保(bǎo)護裝置(zhì)主(zhǔ)要功(gōng)能是(shì)確(què)保電(diàn)氣設(shè)備的(dí)安(ān)全運行。裝置實(shí)時監(jiān)測(cè)電流，電(diàn)壓等(děng)電氣參數，一旦(dàn)檢測到(dào)異常，如過(guò)載，短路(lù)或(huò)接地故(gù)障(zhàng)，綫(xiàn)路(lù)保護(hù)裝置(zhì)會迅速切(qiē)斷電源，從而(ér)防止(zhǐ)設(shè)備損壞和火災風險。

2）防(fáng)孤島(dǎo)裝置(zhì)

防(fáng)孤島裝(zhuāng)置其主(zhǔ)要功能是(shì)防止(zhǐ)在電(diàn)網(wǎng)故障(zhàng)或(huò)異(yì)常(cháng)情況(kuàng)下，光(guāng)伏(fú)發(fā)電(diàn)站與主(zhǔ)電(diàn)網隔(gé)離而形成(chéng)孤島現(xiàn)象，孤島現(xiàn)象會導致局部電力供(gōng)應不穩(wěn)定，甚(shèn)至引(yǐn)發安全(quán)隱患。防孤島(dǎo)裝置(zhì)通(tōng)過實時監測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，檢測電流，電(diàn)壓(yā)，頻率(shuài)等(děng)參數，當發現(xiàn)係統出(chū)現異(yì)常(cháng)時，能夠(gòu)迅(xùn)速(sù)切斷(duàn)孤島區域與主電網的連接，確(què)保(bǎo)電力(lì)係統的(dí)整(zhěng)體(tǐ)安(ān)全與穩定。此外，防孤島(dǎo)裝(zhuāng)置(zhì)還(huán)具備(bèi)自(zì)恢復功能(néng)，在故(gù)障(zhàng)排(pái)除後，可以(yǐ)自(zì)動恢復與(yǔ)主(zhǔ)電網的連接(jiē)，確保電(diàn)力(lì)供應的連續(xù)性，此(cǐ)裝置為(wéi)光(guāng)伏並網提供(gōng)了安全的(dí)環(huán)境。

3）電(diàn)能(néng)質量在綫(xiàn)監測裝(zhuāng)置

電能質量在綫監測裝置是一(yī)種(zhǒng)用(yòng)於實(shí)時監(jiān)測(cè)和分析電(diàn)力(lì)係(xì)統中電(diàn)能質(zhì)量的高(gāo)科(kē)技(jì)設(shè)備。其主要功(gōng)能(néng)包(bāo)括對(duì)電(diàn)壓，電流，頻(pín)率，諧波，閃(shǎn)變，波動等(děng)關(guān)鍵(jiàn)電能質量參數進行準(zhǔn)確測量和記錄(lù)。裝置(zhì)能(néng)夠(gòu)及時(shí)識(shí)別出(chū)電(diàn)能(néng)質(zhì)量問題，如(rú)電(diàn)壓(yā)波動，諧波(bō)汙染及(jí)瞬(shùn)態電壓等(děng)，從而為電(diàn)力(lì)用(yòng)戶(hù)提(tí)供(gōng)有效(xiào)的改進(jìn)建議(yì)。

3.2. 運動(dòng)通(tōng)訊設備(bèi)

1）對時裝置

全球(qiú)定位(wèi)係(xì)統(tǒng)（GPS）和(hé)中國的(dí)北(běi)鬥導航(háng)係統通(tōng)過(guò)提(tí)供(gōng)高(gāo)精(jīng)度的時間信號，幫助係(xì)統實(shí)現(xiàn)設備(bèi)間(jiān)的(dí)協(xié)調(tiáo)與同(tóng)步，降(jiàng)低(dī)了(liǎo)因時(shí)間(jiān)誤差引發(fā)的故障(zhàng)風(fēng)險(xiǎn)，方便(biàn)分(fēn)析問(wèn)題時可以準確(què)定(dìng)位。

2）縱向(xiàng)加密(mì)裝(zhuāng)置(zhì)

縱(zòng)向加密裝(zhuāng)置(zhì)提(tí)升了(liǎo)數據(jù)上傳(chuán)的(dí)安全(quán)性。通過采用加密(mì)技術，縱(zòng)向加(jiā)密裝置(zhì)能夠有效保(bǎo)護電(diàn)力數(shù)據在傳(chuán)輸(shū)過(guò)程(chéng)中(zhōng)的安全(quán)，防(fáng)止數據被惡(è)意篡(cuàn)改(gǎi)或竊(qiè)取。

3）遠(yuǎn)動(dòng)通(tōng)訊管(guǎn)理(lǐ)機

遠(yuǎn)動通訊管(guǎn)理(lǐ)機是一(yī)種(zhǒng)用(yòng)於監(jiān)控(kòng)和控製遠(yuǎn)程設備(bèi)的專業設備，其(qí)主要(yào)功(gōng)能包(bāo)括(kuò)數(shù)據(jù)采集(jí)，實(shí)時監測，故障(zhàng)報(bào)警和遠(yuǎn)程控(kòng)製等。通(tōng)過與(yǔ)各(gè)類傳(chuán)感器和(hé)執行(háng)器的連(lián)接(jiē)，遠動(dòng)通訊(xùn)管理機能(néng)夠(gòu)實時(shí)獲取設備的(dí)運行狀態和(hé)環(huán)境參(cān)數，為用(yòng)戶提供(gōng)數(shù)據信(xìn)息支(zhī)持。該設(shè)備也(yě)具(jù)備*的通(tōng)訊(xùn)功能，能夠通過(guò)多(duō)種通訊協議與係統(tǒng)進行數據交(jiāo)互(hù)，實現對(duì)設(shè)備的遠程管(guǎn)理和(hé)故障(zhàng)診斷。

4. 係統(tǒng)結(jié)構

該係統(tǒng)結(jié)構采(cǎi)用分層(céng)分(fēn)布(bù)式，整(zhěng)個(gè)係(xì)統(tǒng)分成(chéng)站控(kòng)層(céng)，通(tōng)信管理(lǐ)層(céng)和(hé)間(jiān)隔層，在(zài)站控(kòng)層，通(tōng)信(xìn)管理層(céng)及(jí)網(wǎng)絡失(shī)效的情況下(xià)，間隔層(céng)仍能獨立完(wán)成間隔(gé)層(céng)的(dí)監測和(hé)斷(duàn)路(lù)器(qì)控(kòng)製功能。

站控層設備(bèi)負(fù)責整(zhěng)個係統(tǒng)的(dí)集中(zhōng)監控，一(yī)般(bān)由(yóu)主機，打(dǎ)印機(jī)以(yǐ)及其它網(wǎng)絡設(shè)備組(zǔ)成。

通(tōng)訊管理層負責(zé)與(yǔ)間隔層設備通(tōng)訊並進行數(shù)據(jù)采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，發(fā)送(sòng)。通(tōng)訊管(guǎn)理(lǐ)機(jī)是全(quán)係統信(xìn)息的中(zhōng)心(xīn)，通訊管(guǎn)理(lǐ)機采用(yòng)與繼電保護(hù)裝置同一(yī)品(pǐn)牌(pái)的(dí)設備。

間隔層(céng)配(pèi)置具備測(cè)控(kòng)，保(bǎo)護及(jí)通訊功能(néng)的繼電保護裝(zhuāng)置，可(kě)以直接(jiē)安裝(zhuāng)在開關櫃或者(zhě)組屏(píng)安裝(zhuāng)，各繼電(diàn)保護(hù)裝(zhuāng)置和通(tōng)訊管理層以開(kāi)放型(xíng)總綫式(shì)標(biāo)準(zhǔn)通訊網絡進(jìn)行(háng)信(xìn)息交換(huàn)和完成各項指令(líng)。

圖4.1係(xì)統網(wǎng)絡(luò)示意(yì)圖

項目配置設備(bèi)清(qīng)單(dān)如下表所示：

表4.1 方案(àn)設(shè)備列(liè)表

5. 現場圖(tú)片(piàn)

6. 係統功(gōng)能(néng)

6.1. 光伏監測

係統通過(guò)實時(shí)采集(jí)光(guāng)伏發電(diàn)係統(tǒng)的(dí)關鍵運(yùn)行數據，包括光(guāng)伏組件的(dí)輸出電壓，電流，功率，發(fā)電量以及環境(jìng)參數(shù)如(rú)溫(wēn)度(dù)，濕(shī)度，光照強(qiáng)度等，實(shí)現(xiàn)對光伏電(diàn)站的(dí)監控。能(néng)夠通過分析處理(lǐ)，提(tí)供(gōng)實(shí)時的性能評估和(hé)故(gù)障(zhàng)診斷(duàn)，確(què)保(bǎo)光伏係(xì)統(tǒng)的運行狀態，同時支(zhī)持遠(yuǎn)程調(tiáo)度與維護，大大(dà)提(tí)升了光伏(fú)電(diàn)站的(dí)管(guǎn)理(lǐ)效率和安(ān)全(quán)性(xìng)能(néng)。

圖5.1 光伏(fú)監(jiān)控(kòng)界麵

6.2. 電(diàn)能質(zhì)量在(zài)綫監測

係(xì)統(tǒng)可(kě)以(yǐ)對整(zhěng)個(gè)供(gōng)電係統(tǒng)的電(diàn)能(néng)質量包(bāo)括(kuò)穩態狀(zhuàng)態(tài)和(hé)暫態狀態進行(háng)持續(xù)監(jiān)測，使管(guǎn)理人員(yuán)實時(shí)掌(zhǎng)握供電(diàn)係統電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)情況，以便及時(shí)發現(xiàn)和(hé)消(xiāo)除(chú)供(gōng)電不(bù)穩(wěn)定(dìng)因素(sù)。在供(gōng)電(diàn)係(xì)統主(zhǔ)界麵上應能實(shí)時(shí)顯示(shì)各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置(zhì)通信(xìn)狀(zhuàng)態(tài)，各(gè)監測點(diǎn)的A/B/C相(xiāng)電(diàn)壓(yā)總畸變(biàn)率，三(sān)相電壓不(bù)平(píng)衡(héng)度百分比和(hé)正序(xù)/負序(xù)/零(líng)序(xù)電壓值，三(sān)相(xiāng)電流不(bù)平衡度百(bǎi)分比和正(zhèng)序/負(fù)序/零序(xù)電(diàn)流值(zhí)。

圖5.2 電能(néng)質(zhì)量穩(wěn)態數據(jù)監測(cè)界(jiè)麵

6.3. 逆變(biàn)器(qì)監(jiān)測

逆變器數(shù)據監(jiān)測功(gōng)能(néng)是(shì)光伏(fú)發(fā)電(diàn)監控(kòng)係統中的一個(gè)關鍵組(zǔ)成部分，它(tā)負責收(shōu)集，分析和處理逆變器的(dí)運行數(shù)據，包括電壓，電(diàn)流(liú)，功率和溫(wēn)度等參(cān)數(shù)，以確保光(guāng)伏發(fā)電係統的穩定(dìng)運行和(hé)性能(néng)。通過數據監測(cè)，用(yòng)戶可以(yǐ)及時(shí)發現(xiàn)係統(tǒng)異(yì)常，進(jìn)行故障診斷與維(wéi)護(hù)，提(tí)高係統(tǒng)的(dí)整(zhěng)體效(xiào)率與可靠性。

圖5.3 逆變(biàn)器監(jiān)測(cè)界麵

7. 結(jié)語

隨著物(wù)聯(lián)網技(jì)術的(dí)發展，越(yuè)來(lái)越(yuè)多(duō)的智能監(jiān)控解決方案被應用於(yú)分布式(shì)光伏發(fā)電領域(yù)，推動其向(xiàng)更(gēng)智能(néng)的(dí)方向發(fā)展(zhǎn)。Acrel-1000DP分(fēn)布式光(guāng)伏監控係(xì)統通過(guò)實(shí)時(shí)采集，分析和(hé)處理光伏發電(diàn)站(zhàn)的數(shù)據，對整(zhěng)個發電(diàn)過(guò)程(chéng)進(jìn)行監(jiān)控和(hé)管理，確保發(fā)電係統的安全，穩定(dìng)運行(háng)，同時，該係統(tǒng)還具(jù)備(bèi)*的數(shù)據(jù)分(fēn)析能力(lì)，可以為運營(yíng)維護(hù)提(tí)供科學依(yī)據(jù)，優(yōu)化光伏發電(diàn)的整體性能，這(zhè)不僅(jǐn)提(tí)升了(liǎo)光伏發電(diàn)的經(jīng)濟(jì)效益，也為(wéi)可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源的廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用奠(diàn)定(dìng)了(liǎo)堅實的基礎(chǔ)。